三防涂料及涂覆工藝研究

王曉云　趙琨

    摘要：本文介紹了三防涂料的分類、特性及典型工藝過(guò)程，并結(jié)合某海軍電子裝備的三防涂料及涂覆工藝試驗(yàn)?？偨Y(jié)了三防涂料及涂覆工藝參數(shù)的選取和控制。軍用電子裝備中包括大量的電子組合和印制板組件。印制板組件的三防保護(hù)涂覆是三防技術(shù)中重要組成部分，印制板組件的防護(hù)性能直接影響到電子裝備的性能。為提高電子裝備的環(huán)境適應(yīng)性、減少設(shè)備故障率、提高電子設(shè)備的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，必須首先對(duì)印制板組件進(jìn)行有效的防護(hù)。印制板組件的防護(hù)一般采用是在印制板組裝調(diào)試完成后進(jìn)行三防漆的噴涂處理。

１　三防涂料的分類及性能(三防漆     環(huán)保三防漆     無(wú)味三防漆 GLOBOND三防漆)

   三防涂料是具有耐濕熱、耐鹽霧和耐霉菌性能的一類特殊涂料。按成膜成分一般可分為以下幾大類：１）ＡＲ型——丙烯酸酯樹脂，具有良好的電性能，工藝性好，適用于室內(nèi)應(yīng)用的產(chǎn)品．可浸涂，噴涂和刷涂。

２）ＥＲ型——環(huán)氧樹脂，具有良好的電性能和優(yōu)良的附著力，工藝性良好，但由于聚合時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力，對(duì)一些易碎元件需特殊保護(hù)，可浸涂，噴涂和刷涂。

３１　ＳＲ型——有機(jī)硅樹脂，具有電性能優(yōu)良，損耗和介質(zhì)系數(shù)值比其他類涂料低，防潮性好，適用于高頻電路板涂覆，亦適用高溫下工作電路板涂覆，可噴涂，浸涂和刷涂。

４）ＵＲ型——聚氨基甲酸酯樹脂，在要求耐濕性和耐鹽霧腐蝕環(huán)境中適用。雙組分可噴涂。刷涂和浸涂。

５）ＸＹ型——聚對(duì)二甲苯樹脂，系由環(huán)二體對(duì)二甲苯，在特定的真空設(shè)備中，汽相沉積聚合而成，以極薄的薄膜形式被復(fù)于組件上。膜厚通常在６　１２１ｘｍ。適用高頻組件。

２典型涂覆工藝過(guò)程

印制板組件三防漆噴涂的典型工藝如下圖１所示：

三防漆噴涂的典型工藝流程

１）準(zhǔn)備：消化圖紙；確定局部保護(hù)（不準(zhǔn)涂漆）的部位；確定工藝實(shí)施細(xì)則（最高允許驅(qū)潮、聚合溫度、時(shí)間、’采用何種涂覆工藝）。
２）清洗：根據(jù)印制板主要污染物及其影響（極性污染物、非極性污染物），選擇合適的清洗溶劑。
３）保護(hù)：凡不準(zhǔn)涂漆的部位，都需要局部保護(hù)，并選擇合適的保護(hù)方法。
４）驅(qū)潮：經(jīng)清洗，局部保護(hù)的印制板組件，在涂覆之前必須進(jìn)行預(yù)烘，驅(qū)潮。根據(jù)印制板組裝件所能允許的溫度，確定預(yù)烘驅(qū)潮的溫度和時(shí)間。
５）涂覆：針對(duì)不同的產(chǎn)品，選用不同的涂覆工藝是確保印制板組裝件質(zhì)量的關(guān)鍵。常用的涂覆工藝是浸涂、噴涂和刷涂三種。但對(duì)于ＸＹ型聚對(duì)二甲苯，必須采用真空汽相沉積工藝。
６）檢查：檢查不允許涂漆的部位是否被污染；檢查元件間是否有變形移位碰線、短路。
７）烘干：烘干溫度和時(shí)間由涂料本身和印制板及板上元器件所能允許的最高溫度決定的。在選擇溫度和時(shí)間應(yīng)特別小心。
８）元件加固：在涂覆完成后，對(duì)需局部加固的元器件進(jìn)行硅膠加固。９）檢驗(yàn)：檢查不允許涂漆的部位，是否被污染；檢查應(yīng)當(dāng)涂漆的部位，是否己覆蓋均勻的漆膜；檢查元器件的引線，焊點(diǎn)是否己涂上漆。

３工藝試驗(yàn)研究

３．１樣件制作

海軍電子裝備特殊的環(huán)境條件，對(duì)產(chǎn)品的三防性能提出了更高的要求，迫切需要我們開展三防工藝研究，找出新材料和新工藝，來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際。經(jīng)過(guò)大量的調(diào)查和研究．我們最終選用ＴＰ一３、　Ｏ１—３、ＤＣＡ、ＰＵＣ、ＨＰＡ五種國(guó)內(nèi)外防護(hù)漆來(lái)進(jìn)行工藝試驗(yàn)。ＴＰ一３是北京郵電大學(xué)附屬工廠專利產(chǎn)品，屬單主分型產(chǎn)品，其成分不祥。Ｏｌ一３是天津油漆廠生產(chǎn)的聚氨酯型三防漆，是雙組分產(chǎn)品，在噴涂前須按比例調(diào)配。ＤＣＡ、ＰＵＣ、ＨＰＡ是英國(guó)易力高公司出品的三種不同類型的三防漆，ＤＣＡ是有機(jī)硅型。ＰＵＣ是聚氨酯型，ＨＰＡ是丙烯酸型。首先對(duì)噴涂工藝進(jìn)行研究，研究了印制板組件的清潔度、涂料的粘度、噴涂壓力、噴涂厚度、二次噴涂、烘干溫度、烘干時(shí)間等工藝參數(shù)以及噴涂環(huán)境條件對(duì)噴涂質(zhì)量的影響。并在這些參數(shù)的指導(dǎo)下。制作了印制板和鋁板樣件共３４件，并送國(guó)家專業(yè)的環(huán)境實(shí)驗(yàn)室，委托進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)和霉菌試驗(yàn)。

３．２霉菌試驗(yàn)及結(jié)果

３．２～霉菌試驗(yàn)方法

   霉菌試驗(yàn)按（ＧＪＢ１５０．１０．６軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)條件如下：

１）試驗(yàn)溫度與濕度：試驗(yàn)在交變濕熱條件下進(jìn)行；每２４ｈ循環(huán)一次。前２０ｈ保持溫度（３０￣１）ｏ【二，相對(duì)濕度（９５￣５）％；在以后的４ｈ中，保持溫度（２５￣１）℃，相對(duì)濕度（９５?。埃プ钌伲玻?，用于溫濕度變化時(shí)間最長(zhǎng)２ｈ。變化期問(wèn)溫度保持在（２４—３１）ｏｃ，相對(duì)濕度不得小于９０％。

２）試驗(yàn)菌種：黑曲菌、黃曲菌、雜色曲菌、繩狀青霉、球毛殼菌。

３）試驗(yàn)周期：２８天。

３．２．２霉菌試驗(yàn)結(jié)果

   試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行外觀檢查，按ＧＪＢＩ５０．１０．８６中４－３．２條規(guī)定進(jìn)行評(píng)級(jí)；記錄實(shí)際長(zhǎng)霉情況并進(jìn)行評(píng)級(jí)。霉菌試驗(yàn)結(jié)果如表ｌ和圖２所示：

３．３鹽霧試驗(yàn)及結(jié)果

３．３．１鹽霧實(shí)驗(yàn)方法

按《ＧＪＢ１５０．１Ｏ一８６軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法》鹽霧試驗(yàn)方法要求進(jìn)行，鹽霧試驗(yàn)條件如下：

１）溫度：３５℃；

２）溶液濃度：５％±ｌ％（ＮａＣＩ）；

３）ＰＨ值：６．５－７．２；

４）鹽霧沉降率：ｌｍｌ一２ｍｌ／８０ｅｍ２／ｈ；

５）試驗(yàn)時(shí)間：９６小時(shí)。

３．３．２鹽霧試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)束后，試驗(yàn)樣品用流動(dòng)的水沖洗，進(jìn)行外觀檢查，記錄實(shí)際外觀現(xiàn)象并進(jìn)行評(píng)定。鹽霧試驗(yàn)結(jié)果如表２和圖３所示：

藝試驗(yàn)結(jié)果分析)

   通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：

１）它們都能通過(guò)霉菌試驗(yàn)，說(shuō)明防霉性能不錯(cuò)。

２）?。希薄?、ＴＰ一３和ＨＰＡ按所選工藝參數(shù)噴涂，經(jīng)鹽霧試驗(yàn)后，都未出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，說(shuō)明這三種涂料的防鹽霧性能不錯(cuò)，同時(shí)也驗(yàn)證了該噴涂工藝的合理可行。

３）ＤＣＡ和ＰＵＣ按所選工藝參數(shù)噴涂，經(jīng)過(guò)鹽霧試驗(yàn)后，出現(xiàn)局部的腐蝕現(xiàn)象，分析問(wèn)題可能是噴涂的壓力不夠，導(dǎo)致涂層厚度不均勻引發(fā)局部腐蝕。在產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)增大噴涂壓力。

５結(jié)論(三防漆     環(huán)保三防漆     無(wú)味三防漆 GLOBOND三防漆)

   綜上所述，要使產(chǎn)品得到一個(gè)良好的三防性能。除選用正確三防涂料外，還必須具有合理的涂覆工藝。對(duì)于噴涂工藝來(lái)講，首先要控制涂料的粘度，合適的粘度不但有利于噴涂時(shí)覆蓋的過(guò)程，而且還有利于流平的過(guò)程。其次，還要控制噴涂壓力，合適的噴涂壓力以及正確的操作方法可以獲得均勻的膜層，否則，則易造成流淌、堆積、起皺、虛光和涂膜砂粒狀等缺陷。烘干溫度和時(shí)間的控制對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的涂層起著關(guān)鍵作用，通常在允許范圍內(nèi)烘干溫度高則涂層性能好，在較高溫度下，涂料中活潑基團(tuán)充分反應(yīng)、交聯(lián)固化，并使溶劑在反應(yīng)前充分逸出漆膜，高溫使分子鏈容易旋轉(zhuǎn)，可消除漆膜內(nèi)應(yīng)力，此外，高溫下涂料粘度較小，有利于滲透進(jìn)基體表面的毛細(xì)孑Ｌ而提高附著力。烘干時(shí)間的控制非常重要，時(shí)間不夠，反應(yīng)未完全，時(shí)間太長(zhǎng)造成過(guò)度干燥，將使涂層變脆、變色甚至焦化。此外，噴涂的環(huán)境條件（溫度、濕度、灰塵等）、印制板組件的清潔程度、合適的二次噴涂等等，都影響到涂層的質(zhì)量。只有解決好涂覆工藝問(wèn)題，才有可能得到良好的涂層。使涂料的性能得以充分的發(fā)揮。因此，對(duì)三防涂覆新材料新工藝的工藝研究是提高電子裝備防護(hù)性能的一項(xiàng)非常重要的工作。